[发明专利]机械手以及机器人

说明书

技术领域

本发明涉及使用多根手指把持对象物的机械手以及机器人。

背景技术

在制造现场的焊接、涂装工序中，广泛地使用机器人。并且，开发了具有使用多根手指把持对象物的能力的机械手，在搬运、组装各种部件等工序中，也使用机器人。

在此，机械手需要以适当的力把持对象物，以避免损伤想要把持的对象物。并且，从提高制造现场的生产率的观点来看，希望能够尽可能迅速地移动手指来把持对象物。

因此，以同时满足此类要求作为目的，提出了如下技术（专利文献1）。首先，通过进行位置控制使机械手的手指靠近对象物正前方的目标位置。接下来，通过在使把持力不超过规定值的状态下进行位置控制（带外力限制的位置控制），来使机械手的手指与对象物接触。之后，提出了通过进行力控制而以适当的力把持对象物的技术。在该提案的技术中，在通过进行位置控制而使机械手的手指迅速地靠近对象物之后，能够通过进行力控制而以适当的力把持对象物。并且，通过进行带外力限制的位置控制，能够顺畅地进行在机械手的手指靠近对象物后、与对象物接触，且随后成为以适当的力把持对象物的状态为止这一连串的变化。

专利文献1：日本特开2009－066685号公报

但是，在上述专利文献1所记载的技术中，需要在与对象物接触的全部手指设置接触传感器。并且，在机械手的手指与对象物接触之前的阶段，必须将控制方法从位置控制切换至带外力限制的位置控制，之后进一步切换至力控制。因此，存在机械手（或者机器人）的结构、控制变得复杂这一问题。

发明内容

本发明是为了解决现有技术所具有的上述课题的至少一部分而完成的，其目的在于提供结构、控制简单并且能够迅速地以适当的力把持对象物的机械手以及机器人。

为了解决上述课题的至少一部分，本发明的机械手采用以下结构。即，机械手具备多根手指和设置有上述多根手指的基台，并使用上述多根手指把持对象物，该机械手的特征在于，具备：合成反作用力检测机构，其检测将上述基台从上述多根手指承受的反作用力所合成的合成反作用力；和手指驱动机构，其使上述多根手指靠近或者远离上述对象物，上述多根手指中包含接触检测指，该接触检测指用于检测与上述对象物的接触情况，在未检测到上述合成反作用力且上述接触检测指未检测到与上述对象物进行接触的条件下，上述手指驱动机构使上述多根手指朝向上述对象物移动，当上述接触检测指检测到与上述对象物进行接触时，上述手指驱动机构将驱动上述多根手指的力切换为与上述对象物的把持力相当的力，在检测到上述合成反作用力而上述接触检测指未检测到与上述对象物进行接触的情况下，上述手指驱动机构中止对上述多根手指的驱动，而朝检测不到上述合成反作用力的方向改变上述基台的位置，并且使上述多根手指朝向上述对象物移动。

在具有这样的结构的本发明的机械手中，在多根手指中设置有与对象物接触并检测接触的接触检测指。接触检测指在通常情况下比接触检测指以外的手指先与对象物接触。并且，当多根手指中的任意手指与对象物接触时，其反作用力传递至基台并作为合成反作用力被检测。进而，在未检测到合成反作用力的条件下，使多根手指朝向对象物移动。此时，能够驱动手指以使其靠近例如将对象物设定为基准的目标位置。在接触检测指与对象物接触之后，将驱动多根手指的力切换为与对象物的把持力相当的力。在此，所谓“与对象物的把持力相当的力”是指，在利用该力驱动手指后，手指以把持力的大小的力被按压于对象物的力。并且，在接触检测指未与对象物接触却检测到合成反作用力的情况下，中止对多根手指的驱动，朝检测不到合成反作用力的方向改变基台的位置，使多根手指朝向对象物移动。

这样，只要在接触检测指与对象物接触之前的期间使多根手指朝向对象物移动即可，因此，能够迅速地驱动手指。并且，通过在接触检测指与对象物接触之后切换驱动多根手指的力的大小，能够以适当的把持力把持对象物。此外，使多根手指靠近或者远离对象物即可，因此，能够利用简单的机构驱动手指，并能够简化机械手的结构。并且，由于只是在接触检测指与对象物接触之后切换手指的驱动方法，因此，也能够简化对机械手的控制。除此之外，在因机械手的基台与对象物的相对位置关系偏离而导致接触检测指之外的手指比接触检测指更早与对象物接触的情况下，由于接触检测指未与对象物接触却检测到合成反作用力，因此，还能够检测到机械手的基台与对象物之间的位置偏离的情况，并修正基台的位置。其结果是，可实现结构、控制简单，并且即使产生与对象物之间的位置偏离也能够修正该位置偏离来准确地进行把持的机械手。